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虚拟现实训练对急救医疗技术学生止血带应用技能保留的影响:一项试点研究

期刊:CureusDOI:10.7759/cureus.34320

Adeel Arif等学者于2023年1月28日在开放获取期刊《Cureus》发表了题为《The Impact of the Addition of a Virtual Reality Trainer on Skill Retention of Tourniquet Application for Hemorrhage Control Among Emergency Medical Technician Students: A Pilot Study》的原创研究论文。该研究由美国White Plains医院急诊医学科、罗格斯大学Robert Wood Johnson医学院以及Westchester社区学院急救医疗服务系的多机构团队合作完成。

学术背景

创伤是美国1-45岁人群的首要死因,而无法控制的大出血(uncontrolled hemorrhage)是其中可预防性死亡的主要原因。止血带(tourniquet)作为现场急救的关键技术,其正确应用与伤者生存率显著相关。尽管急救医疗技术员(Emergency Medical Technicians, EMTs)需接受止血带操作培训,但现有研究表明,相关技能在培训后3个月内会出现明显衰退。虚拟现实(Virtual Reality, VR)技术因其沉浸式训练和可重复操作的特点,已在腹腔镜手术、心肺复苏(CPR)等医疗培训中展现出潜力。本研究旨在评估VR补充训练对EMT学员止血带操作技能保留的影响,并假设VR组在70天后的技能测试中表现优于传统培训组。

研究流程与方法

这项单盲、前瞻性随机对照试验在社区大学EMT课程中开展,纳入40名学员,随机分为VR干预组(n=21)和对照组(n=19)。研究分为三个阶段:
1. 初始评估(第0天):所有学员接受30分钟标准化止血带培训,包括个人防护装备(PPE)使用、出血部位识别及止血带操作序列,随后由盲法评估员使用纽约州EMT技能评分表进行基线测试。
2. VR干预(第35天):仅VR组通过Oculus Quest 2头显使用TrainXR公司开发的定制程序进行训练。程序包含三个模式:
- 教程模式:虚拟导师分步演示操作;
- 训练模式:允许学员自主练习并接收错误提示;
- 测试模式:模拟90秒内完成止血带操作的紧急场景。
3. 终末评估(第70天):两组学员在模拟枪击伤情境下进行技能测试,评估指标包括止血带位置、松紧度、操作顺序及PPE使用等。

数据分析采用R软件(v4.0.2),通过二项逻辑回归控制年龄、性别等因素,重点比较两组操作成功率及错误类型差异。

主要结果

  1. 技能保留无显著差异:VR组与对照组的最终测试正确率分别为57%和63%(p=0.57),未达到统计学显著性。
  2. 错误类型分化
    • VR组43%的失败案例(9/21)主要源于止血带松紧度不足(haptics-related error,触觉相关错误,p=0.04),反映VR技术无法精准模拟真实操作的力学反馈;
    • 对照组37%失败(7/19)则多因位置错误(procedure-related error,流程相关错误)。
  3. PPE使用改善:VR组在终末测试中正确使用手套的概率是对照组的8.39倍(p=0.01),表明VR对流程标准化有积极作用。
  4. 学员反馈:76%的VR组学员认为训练提升了操作信心,90%认可程序的交互性,但62%报告存在轻微注意力分散。

结论与价值

本研究首次验证了VR作为止血带培训补充工具的局限性:尽管能减少流程性错误,但受限于触觉模拟技术(haptic simulation),其无法有效提升关键操作(如松紧度控制)的技能保留。这一发现为医疗VR开发指明了技术改进方向——需强化力学反馈系统。此外,研究证实了定期复训对技能维持的必要性,支持将VR作为传统培训的辅助手段而非替代方案。

研究亮点

  1. 创新性设计:采用三阶段随机对照试验,结合标准化评分表与盲法评估,确保结果可靠性;
  2. 技术批判性分析:明确区分触觉与流程性错误,揭示了当前VR医疗培训的瓶颈;
  3. 实用意义:为EMT课程优化提供了实证依据,建议将VR用于基础流程训练,而关键技能仍需实体复训。

其他价值

研究团队此前开发的移动应用(Dadario et al., 2021)和高端模拟器(Jafri et al., 2021)均显示短期技能提升效果,本次VR研究进一步丰富了急救培训技术比较的循证数据。未来可探索混合式培训(hybrid training)模式,或结合增强触觉反馈的下一代VR设备以突破现有局限。

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